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Apresentação

A física em sua concepção original é fascinante. Busca sempre explicações para

todas as perguntas relacionadas ao universo científico. E foi pensando nisso que iremos viajar

por um mundo minúsculo onde de nada se tem certeza, afinal a ciência é inacabada, nenhuma

teoria e nenhum modelo são ditos como o melhor e inalterável. Nesse pequeno contexto

iremos conhecer a estrutura da matéria e como ela foi transformada no decorrer dos séculos,

evidenciando suas reestruturações para melhor compreensão da física moderna.

O estudo dessa ciência nos possibilita melhorias que transformam a vida humana. Já

imaginou sua vida sem fenômenos relacionados à radioatividade? Não? Pois a partir desse

caderno suas ideologias serão reformuladas e uma nova forma de vê o mundo serão

internalizadas. A inserção dessa temática tem como objetivo prepará-lo para o mundo

moderno e tecnológico, para que assim possa ser capaz de transformar e avaliar ações

vivenciadas em seu dia-a-dia, tornando-o ainda mais preparado intelectualmente e de

pensamento crítico.

Nessa viagem pelo universo atômico, utilizaremos a ferramenta matemática para

justificarmos alguns fenômenos radioativos, podendo assim usar fórmulas e plotar gráficos.

Nada de difícil, ao contrário, serão visualizados e executados através do uso de simuladores,

trazendo maior clareza na concepção da física nuclear. O contexto é abordado de forma clara

e objetiva, desde a evolução dos modelos atômicos a aplicações da tecnologia nuclear. Em

seu desenvolvimento foram incluídas atividades propostas e atividades relacionadas ao uso de

simuladores, para que assim, a partir da prática, o conhecimento seja assimilado com maior

facilidade.

Portanto, mais do que fornecer informações, esse caderno, contendo assuntos

relevantes e pouco conhecidos pela maioria da população, procura desenvolver a capacidade

dos alunos em aprender mais, além dos conceitos relacionados à física moderna, tornando-o

um participante ativo na tomada de decisões e melhorando assim a visão de vida.

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Sumário

1. EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS ...................................................................... 4

2. ESTRUTURA DO NÚCLEO ................................................................................................ 8

3. ONDAS ELETROMAGNETICAS ..................................................................................... 18

4. ISÓTOPOS .......................................................................................................................... 23

5. RADIOATIVIDADE ........................................................................................................... 24

6. REAÇÕES DE DECAIMENTO.......................................................................................... 25

6.1 PARTÍCULA ALFA ................................................................................................................... 26

6.2 PARTÍCULA BETA ................................................................................................................... 31

6.3 RAIOS GAMA ........................................................................................................................... 33

7. PODER DE PENETRAÇÃO DAS RADIAÇÕES NA MATÉRIA .................................... 33

8. RADIAÇÃO ........................................................................................................................ 36

9. VELOCIDADE MÉDIA DE DESINTEGRAÇÃO (OU ATIVIDADE DE UMA

AMOSTRA) ............................................................................................................................. 36

9.1 VIDA MÉDIA ............................................................................................................................ 37

9.2 MEIA-VIDA ............................................................................................................................... 37

10. TRAÇADORES RADIOATIVOS..................................................................................... 38

11. DATACAO POR CARBONO-14 ..................................................................................... 38

12. APLICAÇÕES NUCLEARES .......................................................................................... 42

12.1 MEDICINA NUCLEAR ........................................................................................................... 42

12.2 AGRICULTURA E ALIMENTAÇÃO .................................................................................... 49

12.3 INDÚSTRIA ............................................................................................................................. 52

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................... 55

ANEXOS ................................................................................................................................. 58

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1 EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

Você já se perguntou do que o mundo que nos rodeia é feito?

Alguma vez em sua vida você já se perguntou de que é feito tudo que te rodeia?

Basicamente tudo gira em torno do conceito geral de matéria que é tudo aquilo que contém

massa e ocupa um lugar no espaço. E fazendo uma análise mais aprofundada das

propriedades da matéria relacionando-as não apenas com a composição do átomo, mas

também com sua estrutura, assim ficará bem mais claro como é formada as coisas existentes

no mundo.

Na evolução dos modelos, os quais são baseados em hipóteses e teorias para explicar a

natureza da matéria, como também dos modelos nucleares, o conceito de átomo vem sendo

edificado desde antes de Cristo por filósofos gregos estudiosos da época. Diante de tantas

inquietações os gregos iniciaram suas primeiras tentativas de compreender o visível a partir

do invisível, sendo eles os precursores dessa ciência tão questionada, mesmo assim buscavam

respostas mais científicas, algo que justificasse todas as concepções formadas da época. “A

idéia de que a matéria é constituída por átomos, isto é, por corpúsculos indivisíveis, foi

estabelecida por Leucipo de Mileto (460-370 a.C.) e desenvolvida por Demócrito de

Abdera(470-380 a.C.).” (PEDUZZI, Luiz O.Q.,2008, p.11). Durante vários anos muitos

filósofos acreditavam que a existência de tudo que existe era fundamentada apenas na água

fogo, ar e terra isoladamente, mas o filosofo Empédocles de Agrigento (492-432 a.C.) rompe

definitivamente o monismo dos primeiros filósofos. Para Pitágoras a base de todas as coisas

eram as estruturas geométricas, tentando matematizar a natureza, para Platão isso também era

evidente, visto que as formas matemáticas seriam as ideais para formação das coisas

existentes no universo, “Platão não é um atomista”.

Modelo de Demócrito e Leucipo, baseado em conceitos filosóficos, 450 a.c., eles

acreditavam que o mundo material deveria ser constituído por partículas muito pequenas,

indivisíveis, invisíveis, impenetráveis e animadas de movimento próprio, as quais eles

denominavam de átomos, os quais são feitos de uma mesma substância e se diferem apenas

em sua estrutura. Um exemplo pra diferenciar o doce do amargo justamente associar que

átomos de formas regulares e arredondadas traziam consigo o sabor doce e os irregulares o

sabor amargo etc. Para Aristóteles, “a própria noção de átomo é incompatível com a lógica

5

que admite a divisão da matéria em quantidades cada vez menores, pois por que haveria este

processo de se deter em algum ponto? (PEDUZZI, Luiz O.Q.,2008, p.25). Na verdade ele faz

uma comparação com um corpo qualquer que vai se dividindo e chega em um determinado

momento em que não será mais possível o fazer, daí poderia comparar com o átomo, já que

para o universo físico até então era inquestionável. Para ele a matéria seria dividida

infinitamente, e o resultado dessa divisão não seria nada material.

Epicuro diverge de Demócrito ao dotar os átomos de peso, para ele átomos com

mesmo tamanho e diferentes massas em seu interior influenciariam na queda dos corpos, ou

seja se existe espaços vazios, o corpo é relativamente mais leve, e esses corpos se

movimentavam somente na vertical, já para Demócrito o átomo tinha liberdade de ocupar

qualquer parte, e qualquer direção. Para Epicuro descobrir fenômenos naturais seria uma

forma de libertar os humanos de todos os seus medos.

Diante de tantas incertezas “Joseph Louis Proust (1754-1826) generaliza, em 1799, um

resultado conhecido como a lei das proporções definidas: qualquer que seja o processo de

formação de um composto, os elementos que o constituem se encontram sempre presentes em

proporções bem definidas”. (PEDUZZI, Luiz O.Q.,2008, p.42) e a lei das proporções

múltiplas, enunciada por John Dalton (1766-1844) em 1803. Após a comprovação

experimental dessas leis é possível afirmar que a matéria é formada por átomos e que esses

são indivisíveis.

Em 1808, Dalton publica “Um novo sistema de filosofia química”, no qual

desenvolve suas convicções atomísticas. Quatro afirmações básicas compõem o

núcleo dos conhecimentos sobre a constituição da matéria e de como os elementos

se combinam:

• Os átomos são corpúsculos materiais indivisíveis e indestrutíveis;

• Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos os aspectos;

• Os átomos de diferentes elementos possuem propriedades distintas quanto ao peso,

tamanho, afinidade, etc;

• Os compostos são formados pela reunião de átomos de diferentes elementos,

segundo proporções numéricas simples, tais como 1:1, 1:2, 2:3, etc.(PEDUZZI, Luiz

O.Q.,2008, p.43).

É relevante ressaltar que as ideias da existência do átomo grego, não foram os

precursores para as conclusões de Dalton. Para os gregos a postulação do corpúsculo

indivisível é intuitiva, especulativa, teórica, nesta época os gregos tinham necessidade de

explicar tudo, como se fossem donos da verdade, incontestáveis. Já para Dalton utiliza

estruturas conceituais diferentes, se baseia em metodologias científicas, e a partir de

6

Lavoisier suas idéias ganharam ainda mais significado. A hipótese elaborada por Dalton não

confirma a existência do átomo, mas sua contribuição para à ciência foi indiscutível, mesmo

com erros e acertos, suas pesquisas foram de extrema relevância, afinal a ciência não é algo

acabado e sim em constante possibilidade de reformulações e descobertas.

Muitos cientistas da época não acreditavam na existência do átomo, para eles eram

imprescindíveis comprovações experimentais. Formular modelos a partir de hipóteses

arbitrárias, não era suficiente para determinar qual a estrutura da matéria nem tão pouco

explicar a natureza. E se confirmasse o átomo como não observável, não passava de algo não

real e que deveria ser banido da ciência. Mas para Boltzmann defendia que “Os modelos

científicos não são induzidos da experiência, pois é da teoria para os fatos que o espírito

científico se move.” Para ele, existe uma realidade independente do observador, e se recusa a

aceitar idéias que venham excluir a existência do átomo.

No final do século XIX, as dúvidas continuaram, pois ainda não se explica a estrutura do

átomo através da física clássica e nem tão pouco uma definição exata de como se comportava

as ondas eletromagnéticas.

Em 1903, J. J. Thomson estabelece seu modelo “Como o átomo é eletricamente neutro

e existem elétrons em seu interior, há cargas positivas que as contrabalançam.” (PEDUZZI,

Luiz O.Q.,2008, p.174). Nesse modelo o átomo era constituído por uma esfera maciça de

eletricidade positiva, e os elétrons estariam incrustados nessa esfera, esse modelo ficou

conhecido como “pudim de passas”. Na tentativa de explicar como aconteceria a emissão de

luz e de raios X pelos átomos, ele propôs as vibrações desses elétrons dentro da esfera, onde

em seus anéis mais internos provocaria a emissão de raios X e os anéis mais externos emissão

de luz, esses elétrons segundo ele estariam distribuídos em quase toda a totalidade do átomo.

Durante muitos anos de estudos e evoluções, as afirmações sobre o conceito de átomo

tomam direções diversificadas. Marsden e Geiger, ao investigarem o espalhamento de

partículas alfa por uma folha fina de metal, observaram que quando essas partículas passavam

pela folha, muitas delas tinham desvios bem significativos. O modelo de J. J. Thomson

começa apresentar suas falhas, onde em seu modelo o átomo não apresentava concentração

de cargas positivas, dessa forma não teria uma explicação óbvia para tais desvios. Daí surgiu

Rutherford o mesmo descobriu e nomeou as radiações alfa e beta, descobriu o núcleo do

átomo e o próton e ainda sugeriu a existência do nêutron, mas apesar de sua grande

contribuição para o conhecimento da estrutura do átomo ele não explicava o porquê dos

elétrons ficarem girando em torno do núcleo. A descoberta do nêutron aconteceu no ano de

1932 com o físico inglês James Chadwick, ele afirmou as previsões feitas 1920 por

7

Rutherford. Para apresentar um modelo mais eficaz, afirmava que o átomo possuía um núcleo

com cargas positivas, não todo o átomo como dizia Thomson e ao redor desse átomo estariam

girando elétrons de carga elétrica negativa, os quais tinham estabilidade em suas órbitas.

Diante dessas possíveis soluções de Rutherford, ainda existia um problema, se tem um núcleo

positivo e elétrons girando, certamente devido à atração eletrostática, o núcleo iria colapsar.

Nesse cenário de descobertas surge então à teoria de Maxwell afirmando que se existem

elétrons em movimento existe sim emissão de energia, diferentemente da estabilidade

proposta Rutherford.

Diante de tantas afirmações, num momento onde cada cientista propõe suas ideias e as

potencializam como verdadeira, aparece então Bohr o qual aprimorou o modelo de

Rutherford, explicando porque o elétron gira em torno do núcleo, postula também a não

emissão de radiação pelo elétron proposta por Maxwell para alguns estados de energia,

Portanto sua energia E permanece constante. Elimina o problema da estabilidade de um

elétron se movendo em órbita circular. Quando um átomo recebia energia (excitado por uma

chama ou uma descarga elétrica, por exemplo), seu elétron saltava para uma órbita de maior

energia, ocorrendo à absorção de energia e de uma camada mais distante para uma mais

próxima do núcleo, onde assim ocorre a liberação de energia. Coube ao físico inglês James

Chadwick (1891-1974) a descoberta em 1932, das partículas neutras propostas por

Rutherford, as quais foram identificadas por meio de experimentos com matérias radioativos.

Modelo atômico atual (1926) é um modelo matemático-probabilístico que se baseia em dois

princípios: I. Princípio da Incerteza de Heisenberg onde é impossível determinar com

precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante, isso fez com que a

teoria de Bohr fosse ultrapassada pelo modelo quântico. Esse novo modelo teve a

contribuição de vários estudiosos, um desses se destaca Schrödinger, definindo que o elétron

não é puntiforme, a qual não se desloca ao londo de um circunferência, o elétron pode está

em qualquer posição próxima do núcleo, definida por sua equação de distribuição de

probabilidade, ou seja , o elétron poderia se encontrar em qualquer posição em torno do

núcleo.

II. Princípio da Dualidade da Matéria de Louis de Broglie: O elétron apresenta característica

DUAL, ou seja, comporta-se como matéria e energia sendo uma partícula-onda.

A mecânica quântica é focada nos estudos de sistemas microscópicos, não definimos em qual

posição exatamente encontra-se o elétron, agora os casos são tratados em qual região de

maior probabilidade poderia se encontrar o elétron. Na figura abaixo podemos visualizar

8

como os modelos atômicos foram aperfeiçoados no decorrer dos séculos e o quão foram

modicadas suas estruturas, desde os gregos até o modelo atual.

Figura 1: Representação dos modelos atômicos1

2 ESTRUTURA DO NÚCLEO

Conhecendo mais um pouquinho sobre o átomo

Para entender melhor a posição do número de massa, número atômico e número de nêutrons

de um elemento químico qualquer, observe o esquema abaixo:

X Representa o elemento químico, o qual é formado por um conjunto de átomos que

possuem o mesmo número atômico (Z);

A É denominado número de massa (A), que corresponde à soma do número de prótons

(Z), sendo que p é o número de prótons e n número de nêutrons, A = p + n;

Z Esse é o úmero atômico (Z) é o número de prótons existente no núcleo de um átomo,

Z = P.

A visão moderna da estrutura do átomo

1 http://quimicaensinada.blogspot.com.br/2013/05/modelos-atomicos.html

9

Desde muitos anos muito se tem estudado de forma detalhada o núcleo atômico. No curso

dessas descobertas, a lista de partículas que compõem o núcleo tem crescido muito e continua

a crescer. O átomo contém três partículas subatômicas: Próton, nêutron e elétron. Prótons e

nêutrons são encontrados no núcleo do átomo, que, como proposto por Rutherford, é

extremamente pequeno. A maior parte do volume atômico é o espaço no qual o elétron é

encontrado. Eles são atraídos pelos prótons no núcleo pela força que existe entre as partículas

de cargas elétricas opostas.

Figura 2: Ilustração de um modelo de átomo2

O Phet Colorado

O projeto PhET Simulações Interativas da Universidade de Colorado Boulder cria simulações

interativas gratuitas de matemática e ciências. Suas pesquisas são focadas em educação,

buscando a interatividade dos alunos, onde visa resgatar os discentes a explorarem as

simulações, aprender os conceitos de forma mais divertida, promovendo assim o

conhecimento proposto. Nas figuras abaixo, 3 e 4, teremos como objetivo: Visualizar

modelos diferentes do átomo de hidrogênio, mostrar que os conceitos de cada modelo foi se

modificando no decorrer do tempo.

Roteiro geral para o uso dos simuladores utilizados no caderno digital de

Tecnologia Nuclear e suas Aplicações

2 http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/estrutura-atomo.htm

Elétrons são partículas, com carga

negativa, que se movimentam em torno

do núcleo atômico, situados na

eletrosfera.

Nêutrons são partículas que não

possuem carga elétrica.

Prótons são partículas carregadas

positivamente.

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A escola brasileira da atualidade, em sua maioria, vem padecendo de recursos experimentais

em ciências, principalmente no ensino de física, que requer de observações constantes para

melhor compreensão de fenômenos.

A interação entre os jovens e as mídias digitais crescem “à passos largos” com o avanço

tecnológico vigente numa sociedade de muitas demandas. O uso de aplicativos e simuladores

para smartphones e PC’s vem se tornando uma alternativa à essa escassez de recursos

didáticos para experimentações, infraestrutura para acomodação do aparato e pessoal de

manutenção dos laboratórios. Portanto o uso de ferramentas tecnológicas é sim um

mecanismo inovador, o qual busca mostrar conceitos Físicos, através da visualização de

fenômenos associando-os muita das vezes com sua própria realidade, facilitando a

aprendizagem desses alunos. Essa metodologia também é uma das soluções plausíveis para

desviar-se do ensino tradicionalista que desestimula e interrompe, muitas das vezes, a

continuidade do aluno na escola, e a partir dessas modificações deixando-o mais disposto

para enfrentar tais dificuldades.

Justificativas

O uso da tecnologia é algo que diversifica o ambiente escolar e traz diferentes formas de

assimilar o conhecimento. Partindo dessa ideologia utilizaremos ferramentas computacionais,

buscando mostrar fenômenos físicos inimagináveis, proporcionando ao aluno interações a

partir do uso de simuladores, capazes de despertar o “querer” aprender. O principal objetivo é

facilitar a assimilação de conceitos físicos, através de simuladores do PHET Colorado,

fazendo a associação da teoria com a parte “experimental” apresentada no decorrer desse

tutorial, e assim formar à aprendizagem mais ainda significativa. A cada simulador utilizado

no decorrer do trabalho teremos um tutorial curto e objetivo, para que os discentes possam

compreender melhor os assuntos abordados.

Metodologia aplicada

O uso desses simuladores em sala de aula será feita de forma simples e direta. Uma vez

baixado em smartphones e PC’s, o alunado poderá, de acordo com a sequência dos conteúdos

abordados, manusear e tentar descobrir o que está acontecendo e assim reestruturar conceitos

já existentes. O professor mediador participará, juntamente com os colegas de classe, dessa

reestruturação conceitual, tirando as dúvidas existentes, norteando-os e mostrando a relação

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da teoria com a simulação apresentada no decorrer do trabalho. Abaixo serão descritas os

simuladores para Modelos atômicos, Partícula Alfa e Beta e o modelo de Rutherford.

1. Modelos atômicos

Nesse simulador você poderá visualizar as diferentes estruturas do átomo no decorrer do

tempo e ao final perceber a importância de cada modelo durante todo esse processo.

Alguns Objetivos de Aprendizagem

Visualizar modelos diferentes do átomo de hidrogênio;

Explicar que previsões experimentais cada modelo;

Explicar por que cada modelo historicamente era inadequado.

Tutorial do simulador

Entre num navegador e na caixa de endereços, digite o link a seguir ou busque no Google:

https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/hydrogen-atom

Após clicar nesse link aparecerá a janela apresentada na figura 1. Quando clicar na seta

vermelha, abrirá a janela perguntando se quer abrir esse simulador com o aplicativo padrão

Java, o qual já deve está instalado em seu PC ou smartphones.

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Figura 3: Tela inicial dos modelos do átomo de Hidrogênio.3

Após clicar em OK abrirá a janela abaixo:

3 https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/hydrogen-atom

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1. Nesse comando coisas acontecem sem a visualização do átomo.

2. Caixa de hidrogênio.

3. Existe um único átomo de hidrogênio, o qual está escondido atrás da caixa preta.

4. Aqui você aumenta ou diminui a velocidade dos fótons.

5. Primeiro modelo a ser observado, bola de bilhar.

6. Nesse botão vermelho é acionado o canhão com os fótons.

7. À medida que você seleciona o modelo, o mesmo aparecerá centralizado recebendo os

fótons.

8. Nesse são emitidas apenas luz branca.

9. Esse botão pára ou reinicia o espectrômetro.

10. Legenda para facilitar a identificação de cada elemento.

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11. Modelo do pudim de passas.

12. Clica-se em monocromático, nele é possível escolher qual a cor de luz pode ser

observada.

13. Aqui temos o espectrômetro, o qual fará a contagem dos fótons emitidos.

14. De acordo com cada comprimento de onda, existem as respectivas transições.

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15. Átomo de Bohr.

16. Esse campo selecionado mostra os comprimentos de onda de obsorção.

17. À medida que o elétron muda de posição, de um nível para o outro, essa energia é

especificada nessa caixa de níveis de energia do elétron.

Atividade referente ao uso do simulador: Modelos atômicos

1. Complete o gráfico abaixo comparando os 6 modelos com o experimento (o que realmente

está acontecendo) e tente explicar por que o modelo não explica as observações

experimentais.

Modelos atômicos Observações Quais seriam as inadequações

para que cada modelo fosse

reformulado no decorrer dos

anos?

Bola de Bilhar

Pudim de passas

Sistema solar clássico

Bohr

De Broglie

Schrodinger

2. Qual é o valor n para o "estado fundamental" do hidrogênio?

3. Ao ligar a arma branca, a luz branca fica brilhando em uma caixa transparente moléculas

de gás hidrogênio. Explique por que, com a luz branca, os fótons da luz passando pela caixa

têm cores diferentes.

4. Inicialmente clic no modelo de Bohr. Observe esse modelo sem ligar a luz branca e nem a

monocromática, analise o que acontece com o elétron. Ligue a luz branca e observe que o

elétron fica mudando seus níveis, você sabe dizer o que está acontecendo? Após essa analise

ative as luzes, em momentos distintos. Ative também o espectrômetro e o diagrama de níveis

e veja o que acontece. Descreva com suas palavras o que foi observado nesse modelo.

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2. Simulador do modelo de Rutherford

Alguns Objetivos de Aprendizagem

Descrever a diferença entre o espalhamento por núcleo carregado positivamente e

átomo pudim de passas eletricamente neutro.

Figura 4: Simulador para o modelo de Rutherford e Thomson.4

1. Nesse botão vermelho ativa-se o canhão.

2. Observem que o elétron fica girando ao redor do núcleo.

3. Legenda para facilitar a identificação dos elementos.

4. Pode-se variar a intensidade da energia.

5. Esse campo selecionado traça o caminho que as partículas Alfas fazem, caso não

esteja selecionado as linhas desaparecem.

6. O número de prótons pode ser alterado.

7. Assim como o número de nêutrons podem sofrer alterações.

8. Partículas Alfa.

4 https://phet.colorado.edu/sims/html/rutherford-scattering/latest/rutherford-

scattering_pt_BR.html

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9. Botão de controle

10. Simulador para o modelo de Rutherford.

Atividade referente ao uso do simulador: Rutherford

1. Porque as partículas alfas sofrem desvios de trajetória? Justifique sua resposta.

2. Quando variamos as propriedades dos átomos, ou seja, os prótons e nêutrons, o que

acontece com as partículas alfa?

Atividade proposta

1. Relacione cada cientista com sua respectiva descoberta:

a) Demócrito ( ) Descobridor do nêutron.

b) Thomson ( ) Seu modelo atômico era semelhante a uma bola de bilhar.

c) Rutherford ( ) Seu modelo atômico era semelhante a um “pudim de passas”.

d) Dalton ( ) Foi o primeiro a utilizar a palavra átomo.

e) Chadwick ( ) Criou um modelo para o átomo semelhante ao Sistema Solar.

2. Ao longo dos anos, as características atômicas foram sendo desvendadas pelos cientistas.

Foi um processo de descoberta no qual as opiniões anteriores não poderiam ser desprezadas,

ou seja, apesar de serem ideias ultrapassadas, fizeram parte do histórico de descoberta das

características atômicas.

Vários foram os colaboradores para o modelo atômico atual, dentre eles Dalton, Thomson,

Rutherford e Bohr. Abaixo você tem a relação de algumas características atômicas,

especifique o cientista responsável por cada uma destas teorias:

I. O átomo é comparado a uma bola de bilhar: uma esfera maciça, homogênea, indivisível,

indestrutível e eletricamente neutra.

II. O átomo é comparado a um pudim de ameixas: uma esfera carregada positivamente e que

elétrons de carga negativa ficam incrustados nela.

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III. Átomo em que os elétrons se organizam na forma de camadas ao redor do núcleo.

III. Átomo que apresenta um núcleo carregado positivamente e ao seu redor gira elétrons com

carga negativa.

3. Um átomo de determinado elemento químico contém 35 prótons.

a) Quantos elétrons esse átomo possui?

b) Sabendo que um isótopo desse átomo representa número de massa (A) igual a 80, quantos

nêutrons há nesse núcleo atômico?

3 ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

O que são ondas?

São perturbações que se propagam num meio, transportando energia e não transportam

matéria. As ondas costumam ser classificadas de acordo com o meio em que se propagam o

que determina sua natureza: Ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas.

Ondas eletromagnéticas: São aquelas que não necessitam de um meio material para

propagar-se, ou seja, aquelas que conseguem se propagar no vácuo (não material).

A energia eletromagnética não precisa de um meio material para se propagar, sendo definida

como uma energia que se move na forma de ondas eletromagnéticas, à velocidade da luz

(300.000 km/s). Dado que a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é

diretamente proporcional à sua frequência e comprimento de onda, esta pode ser expressa

por:

Onde:

c: velocidade da luz (m/s)

f: frequência (ciclos/s ou Hz)

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λ : comprimento de onda (m)

Figura 5: Flutuações dos campos elétrico e magnético de uma onda.5

Essas ondas eletromagnéticas são geradas pela movimentação de cargas. Sendo assim,

podemos dizer que uma carga elétrica em movimento de vibração gera uma perturbação

periódica no espaço, em forma de campos elétricos e magnéticos que oscilam com a mesma

frequência de vibração da carga.

Ondas mecânicas: Se propagam apenas em meios materiais e nunca no vácuo.

Exemplo: Sons produzidos pelas cordas de violão, ondas em uma corda, ondas no mar etc.

Espectro eletromagnético

É o intervalo completo da radiação eletromagnética que contém as ondas de rádio, as

microondas, o infravermelho, os raios X, a radiação gama, os raios violeta e a luz visível ao

olho humano, dependendo de sua frequência. A figura abaixo exemplifica o espectro

eletromagnético e seus respectivos comprimentos de onda.

5 http://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/emi-interferencia-eletromagnetica-em-

instalacoes-industriais-e-muito-mais

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Figura 6: Figura extraída do Google, espectro eletromagnético.6

Ondas de Rádio

São ondas eletromagnéticas de baixas frequências, até cerca de 108 Hz. São utilizadas para

fazer as transmissões das estações de rádio.

Microondas

Essas ondas possuem frequências compreendidas entre 108 Hz e 10

11 Hz. As emissoras de TV

também emitem imagem e som por meio de ondas eletromagnéticas, sendo transportadas por

sinais via satélite, cada canal possui sua própria frequência. Essas são utilizadas também

telecomunicações, ou transmissões telefônicas.

Infravermelho

Infravermelho significa “abaixo do vermelho”. Ele é o responsável, por exemplo, por boa

parte do transporte de calor de uma fogueira até as pessoas ao seu redor, da chama de um

forno até o alimento que está assando e muitos outros.

Radiação Visível

6 http://www.infoescola.com/fisica/espectro-eletromagnetico/

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As ondas eletromagnéticas que possuem frequência compreendida entre 4,6 x 1014

Hz e 6,7 x

1014

essa faixa é capaz de sensibilizar nossa visão, são as chamadas radiações luminosas, ou

seja, a luz. Nossos olhos humanos não conseguem ver o restante das radiações que compõe o

espectro eletromagnético. Os tons de vermelho aparecem na extremidade de frequência mais

baixa do espectro visível, e o violeta aparece na extremidade de frequência mais alta.

Radiação Ultravioleta

As frequências dessa radiação são superiores às da região visível ao olho humano. O sol

envia a terra, juntamente com a luz visível, ondas eletromagnéticas de várias intensidades de

frequência, como o infravermelho e o ultravioleta. O ser humano não deve ficar muito tempo

exposto ao sol, pois essa radiação pode trazer sérios riscos, até mesmo o câncer.

Raios X

Esse tipo de radiação tem a capacidade de atravessar corpos de baixa densidade e são

absorvidos por materiais de densidade maior.

Raios gama

Possuem frequência superior aos raios x e são ainda mais penetrantes e perigosos. Nas usinas

nucleares, complexos processos envolvendo o núcleo dos átomos também produzem esses

raios. Os raios gama são utilizados, de modo controlado, sob indicação e supervisão médica,

em uma técnica chamada de radioterapia.

Atividade proposta

1. (Ufpr) O primeiro forno de micro-ondas foi patenteado no início da década de 1950 nos

Estados Unidos pelo engenheiro eletrônico Percy Spence. Fornos de micro-ondas mais

práticos e eficientes foram desenvolvidos nos anos 1970 e a partir daí ganharam grande

popularidade, sendo amplamente utilizados em residências e no comércio. Em geral, a

frequência das ondas eletromagnéticas geradas em um forno de micro-ondas é de 2450 MHz.

Em relação à Física de um forno de micro-ondas, considere as seguintes afirmativas:

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1. Um forno de micro-ondas transmite calor para assar e esquentar alimentos sólidos e

líquidos.

2. O comprimento de onda dessas ondas é de aproximadamente 12,2 cm.

3. As ondas eletromagnéticas geradas ficam confinadas no interior do aparelho, pois sofrem

reflexões nas paredes metálicas do forno e na grade metálica que recobre o vidro da porta.

Justifique todas as alternativas.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.

b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.

c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.

d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.

e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

2. Unesp) A luz visível é uma onda eletromagnética, que na natureza pode ser produzida de

diversas maneiras. Uma delas é a bioluminescência, um fenômeno químico que ocorre no

organismo de alguns seres vivos, como algumas espécies de peixes e alguns insetos, onde um

pigmento chamado luciferina, em contato com o oxigênio e com uma enzima chamada

luciferase, produz luzes de várias cores, como verde, amarela e vermelha. Isso é o que

permite ao vaga-lume macho avisar, para a fêmea, que está chegando, e à fêmea indicar onde

está, além de servir de instrumento de defesa ou de atração para presas.

As luzes verde, amarela e vermelha são consideradas ondas eletromagnéticas que, no vácuo,

têm:

a) os mesmos comprimentos de onda, diferentes frequências e diferentes velocidades de

propagação.

b) diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e diferentes velocidades de

propagação.

c) diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e iguais velocidades de

propagação.

d) os mesmos comprimentos de onda, as mesmas frequências e iguais velocidades de

propagação.

23

e) diferentes comprimentos de onda, as mesmas frequências e diferentes velocidades de

propagação.

3. Todos os dias ficamos expostos a vários tipos de radiações. Seja numa clínica para se

realizar um exame com raios X ou simplesmente andando pelas ruas, nosso organismo é

constantemente bombardeado por elas. Marque a alternativa que apresenta a radiação de

maior penetração no organismo humano.

a) Luz visível

b) Raios gama

c) Ultravioleta

d) Infravermelho

e) Micro-ondas

4. Faça uma lista das utilidades das ondas eletromagnéticas em seu dia-a-dia. Confronte-a

com a de seus colegas e, a seguir, responda: a humanidade teria a mesma qualidade de vida se

não utilizasse as tecnologias associadas às ondas eletromagnéticas? Justifique sua opinião.

Leitura complementar está disponível no link abaixo:

A descoberta da radioatividade. Disponível na página da UFRGS:

https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod06/m_s02.html.

Leitura e formação de grupos para discussão em sala de aula.

4 ISÓTOPOS

Os isótopos são dois átomos do mesmo elemento químico com números de massa (A)

diferentes e números atômicos (Z) iguais. A diferença se encontra no número de nêutrons.

Como os isótopos de um elemento têm o mesmo número de prótons e elétrons, eles têm

essencialmente as mesmas propriedades físicas e químicas. Na classificação dos átomos

temos também os isóbaros, os quais são átomos de diferentes números de próton, mas que

possuem o mesmo número de massa (A). Os isótonos apresentam átomos de diferentes

24

números de prótons e de massa, mas que possuem mesmo número de nêutrons, para isso é

preciso calcular N = A – Z.

O radioisótopo é o átomo que apresenta um núcleo radioativo. Quando o radioisótopo se

transforma em um isótopo, libera uma energia chamada de partículas alfa, partículas beta ou

radiação gama. Os radioisótopos são muito utilizados em tratamentos médicos e diagnósticos

e podem ser divididos em naturais (urânio, polônio, etc.) e artificiais. Devido a esses átomos

de isótopos radioativos são muitos instáveis, seus núcleos acabam liberando radiações e

partículas eletromagnéticas de altíssima energia, transformando assim em novos elementos,

esses processos são denominados de decaimento radioativo ou reação de transmutação ou,

ainda, reação de desintegração radioativa.

5 RADIOATIVIDADE

Durante muitos anos se tentou explicar determinados fenômenos associados a estrutura

atômica, tendo assim a necessidade de se descobrir um modelo novo capaz de explicar a

origem da radiação. Em 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen descobriu os raios

X, onde 1896 publicou sua descoberta e em 1901 ganhou o prêmio Nobel de Física. Esse

trabalho foi de grande relevância para a medicina, pois foi a partir desta que foram possíveis

fazer diagnósticos médicos. Essa descoberta fez com que dezenas de pesquisadores

retomassem tais estudos, assim como Antoine Henri Becquerel que fez seu experimento com

cristais de urânio sobre uma chapa fotográfica e observou acidentalmente a emissão de

radiação. Posteriormente, outros cientistas contribuíram para as investigações do fenômeno

da radioatividade, entre eles a física polonesa Marie Curie (1867-1934), seu marido Pierre

Curie (1859-1906) e o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) e seus

colaboradores.

A radioatividade é um fenômeno nuclear, no qual átomos de certos elementos químicos

emitem radiação na forma de partículas ou energia. Tendo assim um núcleo instável, e em

busca de estabilidade dentro do núcleo o mesmo acaba emitindo radiação, transformando-se

em um novo elemento, ou seja, desintegrando-se.

25

Figura 7: Figura extraída do Google, Símbolo Internacional da Radioatividade.7

6 REAÇÕES DE DECAIMENTO

A radioatividade consiste na emissão de partículas e radiações eletromagnéticas por núcleos

instáveis, que se transformam em núcleos mais estáveis. Essas reações nucleares são

chamadas reações de desintegração radioativa ou reações de transmutação, ou ainda

reações de decaimento.

No decaimento natural de um núcleo atômico, podem ser emitidas partículas: α (alfa) e β

(beta) e raios γ(gama).

Figura 8: Esquema da desintegração de um átomo, podendo emitir partículas radioativas.8

7 http://www.laifi.com/laifi.php?id_laifi=499&idC=4029#

8 http://www.cnen.gov.br/images/cnen/documentos/educativo/apostila-educativa-

aplicacoes.pdf

26

6.1 PARTÍCULA ALFA

Radiação alfa (α): Essa também é chamada de partículas alfa ou raios alfa, essas são

carregadas por dois prótons e dois nêutrons, sendo, portanto, núcleos de hélio. Apresentam

carga positiva +2 e número de massa 4.

Características da partícula alfa

Carga positiva Q= +2, (duas vezes a carga do elétron);

Partícula pesada, massa grande com relação às outras

partículas;

Velocidade pequena;

Poder de penetração muito baixa, não atravessa uma folha de

papel.

Simulador decaimento Alfa

Alguns Objetivos de Aprendizagem

Explicar o que ocorre na radiação alfa.

Observar como ocorre com um elemento que sofre decaimento alfa.

-vida.

27

Figura 9: Simulador para a partícula Alfa.9

1. Está indicando que serão trabalhados vários átomos.

2. A meia-vida do átomo em observação.

3. Átomos de polônio que estão representados acima.

4. Reiniciar todos os núcleos que estão apresentados na tela do simulador.

5. Na legenda estão identificados todos os elementos em estudo.

6. Seleciona-se o elemento polônio-211, o qual decairá para o chumbo-207.

7. O balde está cheio de polônio, aqui você pode adicionar a cada 10 ou arrastar cada

unidade.

8. Nesse botão todas as ações feitas serão perdidas e o simulador reiniciará todas as suas

funções.

9. Nesse comando, enquanto acontece a liberação de energia e consequentemente a

liberação da partícula alfa, você pode parar a simulação ou até mesmo clicando na seta a

sua direita, para que a simulação aconteça de forma lenta e fácil visualização do

fenômeno físico.

9 https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/alpha-decay

28

10. Trabalhando com diversos átomos.

11. Quando a seleção está em customizado, não sabemos com quais átomos estamos

trabalhando.

12. Como desconhecemos os átomos essa barra verde que representa a meia-vida, torna-se

móvel.

13. A seleção está em customizado.

14. Observe que no momento da desintegração surgi uma nuvem ao redor do átomo, one

representa a energia liberada.

29

15. Um único átomo será observado.

16. Nesse campo é identificado o tempo de decaimento do elemento radioativo. E a opção,

“limpar gráfico”, limpa todas as informações de tempo expressas no gráfico.

17. Partícula Alfa liberada pelo Polônio-211.

18. Após a desintegração o Polônio-211 transforma-se em Chumbo-207.

19. Legenda dos tipos de energia da partícula Alfa.

30

20. Ainda observando um único átomo, e o elemento selecionado é o customizado.

21. Nessa barra o tempo aparece mais fragmentado, aqui se podem observar elementos

radioativos que tem vida curta ou longa.

22. Na movimentação dessas setas, a energia potencial pode ser alterada.

23. Da mesma forma que o item anterior, pode-se aumentar ou diminuir a energia total.

Atividade referente ao uso do simulador

1. Observe o decaimento de Po-211. Escreva uma equação nuclear para a decomposição

de Polônio-211.

2. Clique no botão Pausa imediatamente após uma decadência para que você possa olhar

para a partícula que vem voando para fora do núcleo. De que esta partícula é feita?

3. Agora clique em 'Átomos Múltiplos' e esvazie rapidamente o Balão de Polônio, clique

em pause e depois no botão 'Adicionar 10' até que o balde esteja vazio. Assista os

átomos decair e assistir o gráfico de decaimento no topo. Faça 3 observações sobre o

que acontece.

31

4. Clique no separador "Átomo único" e em “customizado”. Mexa na energia potencial e

na energia total e verifique o que acontece com a partícula Alfa quando sai da barreira

de potencial. Repita o experimento e anote as observações necessárias.

5. A meia-vida de um núcleo de Po-211 é de aproximadamente 500 ms (meio segundo-

0,5 s ). Clique em 'Átomos Múltiplos', selecione 90 átomos de polônio. Quantos

átomos deste isótopo restarão após 2 segundos de decaimento? Faça o gráfico de N

(átomos) x t (tempo).

6.2 PARTÍCULA BETA

As emissões β- são elétrons oriundos de nêutrons de núcleos instáveis. O nêutron

desintegra-se em próton, elétron e o neutrino do elétron previsto por Pauli. A presença do

próton e do elétron explica a neutralidade elétrica do nêutron.

Características da partícula beta

Carga e-;

Poder de penetração média;

Massa pequena.

IMPORTANTE: A partícula β- se assemelha com o elétron. O е

- ou е

+ emitidos no

decaimento β não existem no interior do núcleo, mas são criados no processo de

desintegração, assim como os fótons são criados no processo de emissão.

Figura 10: A radiação beta é constituída de partículas emitidas por um núcleo, quando da

transformação de nêutrons em prótons (partículas beta) ou de prótons em nêutrons

(pósitrons). 10

10 http://www.cnen.gov.br/images/cnen/documentos/educativo/apostila-educativa-

aplicacoes.pdf

32

Simulador decaimento Beta

Alguns Objetivos de Aprendizagem

Entender o processo de decaimento beta;

Demonstrar a aleatoriedade da decomposição.

Figura 11: Decaimento Beta.11

1. Nesse comando trabalharemos com diversos átomos, a direita desse pode-se trabalhar com

apenas um único átomo.

2. O átomo de hidrogênio-3 ao desintegra-se, transforma-se em Hélio-3. Essa nuvem

amarelada representa a energia liberada e junto à partícula Beta.

3. A legenda para facilitar a identificação dos diversos elementos.

Observação importante: Para utilizar o simulador da partícula Beta, é necessário apenas

utilizar as informações contidas no tutorial da partícula Alfa, pois são semelhantes.

Atividade referente ao uso do simulador

11 https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/beta-decay

33

1. Por que o número de massa não muda após uma decadência?

2. Nomeie as duas partículas ejetadas dentro do próprio núcleo durante a decaimento beta.

3. Escreva a equação de decaimento nuclear para hidrogênio-3.

4. A meia-vida de um núcleo de 14

C é de aproximadamente 5730 anos. Clique em 'Átomos

Múltiplos', selecione 80 átomos de polônio. Quantos átomos deste isótopo restarão após

14000 mil anos de decaimento? Faça o gráfico de N (átomos) x t (tempo).

6.3 RAIOS GAMA

As emissões γ são radiações eletromagnéticas. Seu poder de penetração é superior do que as

emissões das partículas β- e α, trazendo assim um perigo para os seres vivos, quando não

utilizado corretamente.

Características dos Raios gama

Raios gama: comprimentos de onda da ordem de 10-15

m.

São originados quando um núcleo num estado excitado.

Decai para um estado com menor energia, emitindo fótons de raios γ.

Sua energia é maior que a dos raios X e diferem basicamente destes por se originarem de

transições nucleares.

São extremamente penetrantes.

É a radiação mais útil para aplicações em medicina, porém é a mais perigosa também, pelo

fato de ser muito penetrante.

7 PODER DE PENETRAÇÃO DAS RADIAÇÕES NA MATÉRIA

34

Figura 12: Penetração das radiações na matéria.12

Nome da

radiação

Símbolo Tipo Carga Massa Penetração

Alfa +24α 2 prótons

2 nêutrons

+2 4 Baixa

Beta -10β 1 elétron -1 0 Média

Gama

00γ

Onda

eletromagnéti

ca

0

0

Alta

Quadro de resumo dos tipos de radiações.

Atividade proposta

1. (ITA) O que acontece com o número de massa e com o número atômico de um núcleo

instável se ele emite uma partícula beta?

Número de Massa Número Atômico

a) sem alteração aumenta de 1 unidade

b) sem alteração diminui de 1 unidade

12 http://www.cnen.gov.br/images/cnen/documentos/educativo/apostila-educativa-

aplicacoes.pdf

35

c) diminui de 1 unidade sem alteração

d) aumenta de 1 unidade sem alteração

e) diminui de 1 unidade aumenta de 1 unidade

2. O tecnécio-99, um isótopo radioativo utilizado em Medicina, é produzido a partir do

molibdênio, segundo o processo esquematizado a seguir. Identifique a partícula X.

a) X é uma partícula alfa.

b) X é uma partícula beta.

c) X é a partícula nêutron.

d) X é a partícula próton.

e) X é um pósitron.

3. (Vunesp-SP) Quando um átomo do isótopo 228 do tório libera uma partícula alfa

transforma-se em um átomo de rádio, de acordo com a equação:

a) 88 e 228

b) 89 e 226

c) 90 e 224

d) 91 e 227.

e) 92 e 230.

36

4. (PUC-SP) Na sequência radioativa: 84216

A → 82212

B → 83212

C → 84212

D → 82208

E

temos, sucessivamente, emissões:

a) -10β -1

0β -1

0β 2

4α

b) 24α -1

0β -1

0β 2

4α

c) 24α -1

0β 2

4α -1

0β

d) 24α 2

4α -1

0β -1

0β

e) -10β 2

4α 2

4α -1

0β

8 RADIAÇÃO

É a propagação de energia, na forma de ondas eletromagnéticas ou de partículas.

A propriedade de penetração das radiações possibilita identificar a presença de um

radioisótopo em determinado local.

9 VELOCIDADE MÉDIA DE DESINTEGRAÇÃO (OU ATIVIDADE DE UMA

AMOSTRA)

Seja n0 o número de átomos radioativos de uma amostra e n o número de átomos radioativos

que ainda não se desintegraram após um intervalo de tempo ∆t. Nessas condições, ∆n = n0 –n

representa o número de átomos da amostra que se desintegram no intervalo de tempo ∆t.

(1)

No sistema internacional de unidades (SI), a unidade de V é a desintegração por segundo

(dps), também chamada becquerel (Bq). Pode-se também usar p curie (Ci. Originalmente

ela era a atividade de 1 grama de radio-226. Esta unidade foi substituída pelo bequerel (Bq)

que é igual a 1 desintegração por segundo.

A velocidade de desintegração é proporcional ao número n de átomos radioativos presentes e

que ainda não se desintegraram, isto é:

1 Ci = 3,7. 1010

Bq

Por definição a velocidade média de desintegração é dada por:

37

(2)

Substituindo (2) em (1) temos:

, assim a constante C representa a fração do número de átomos que se desintegram

por unidade de tempo, ou seja, isso significa que em cada 1 segundo se desintegra 1 átomo.

Então se tivermos , isso significa que a cada 50 segundos se desintegrarão 50

átomos de determinado elemento.

9.1 VIDA MÉDIA

A vida média de um isótopo radioativo é o inverso da constante de desintegração radioativa

C, representada pela equação abaixo:

(3)

9.2 MEIA-VIDA

É o tempo característico para que a atividade de uma substância radioativa decaia à metade do

seu valor inicial, isto é, para que a metade dos átomos presentes se desintegre. Seu gráfico de

n em função de t é uma curva exponencial. Neste caso representaremos a meia-vida pela letra

p, Onde p = T1/2 e A0 = N0, representando os números de átomos existentes no elemento.

, número de átomos radioativos.

, onde x é a quantidade de meias-vidas.

38

, onde m é a massa do átomo que ainda não desintegrou e m0 é a massa de átomos

radioativos de uma amostra.

Quando relacionamos a meia-vida (p) com a vida média (τ), obtemos a seguinte relação:

P = 0, 693. Τ

10 TRAÇADORES RADIOATIVOS

As radiações emitidas por radioisótopos podem atravessar a matéria e, dependendo da energia

que possuam, são detectadas "percebidas" onde estiverem, através de aparelhos apropriados,

denominados detectores de radiação. Dessa forma, o deslocamento de um radioisótopo pode

ser acompanhado e seu percurso ou "caminho" ser traçado num mapa local. Por esse motivo,

recebe o nome de traçador radioativo. E podem ser "acompanhados" por detectores de

radiação.

11 DATAÇÃO POR CARBONO-14

O método de datação baseia-se na produção, nas camadas mais altas da atmosfera terrestre,

do 14

C. Os raios cósmicos de alta energia colidem com átomos gasosos, emitindo nêutrons li-

vres. Esses nêutrons colidem, por sua vez, com átomos de nitrogênio-14 (14N), muito com

um na atmosfera terrestre, produzindo o 14

C. Esse 14

C logo se combina com o oxigênio do ar,

formando uma molécula de gás carbônico CO2). O CO2 radioativo (pois contém 14

C, único

isótopo radioativo do carbono) se dispersa no ar e, pela ação dos ventos, se mistura com o

CO2 normal contido na atmosfera. Esse isótopo radioativo do carbono se combina com o

oxigênio, formando o CO2, que é absorvido pelas

39

plantas.

Figura 13: Apostila educativa energia nuclear do CNEN.13

O 14

C se desintegra segundo uma velocidade muito lenta e constante. Isso significa que, a

cada 5.600 anos, a atividade do C-14 é reduzida à metade. Com essa técnica pode-se saber a

“idade” dos fosseis e outros materiais.

Atividade proposta

1. (UPE-2001) Entre as alternativas abaixo, relacionadas à Radioatividade, todas estão

corretas, exceto:

a) O poder de ionização das partículas alfa é maior que o das partículas beta.

b) Quando um núcleo radioativo emite uma partícula beta, seu número de massa aumenta de

uma unidade e o seu número atômico não se altera.

c) A radioatividade é a propriedade que os núcleos atômicos instáveis possuem de emitirem

partículas e radiações eletromagnéticas para se transformarem em outros núcleos mais

estáveis.

13 http://www.cnen.gov.br/images/cnen/documentos/educativo/apostila-educativa-

aplicacoes.pdf.

40

d) A velocidade de desintegração radioativa é proporcional ao número de átomos radioativos

presentes na amostra.

e) A constante radioativa explicita a fração de átomos de um determinado elemento radioativo

que se desintegram na unidade de tempo.

2. O elemento cobalto-60 tem meia vida de 5 anos.

a) Quanto tempo deve decorrer para que uma amostra de 100 g desse elemento se reduza a 25

g?

b) Qual a vida média do cobalto-60?

3. O césio-137 possui meia-vida de 30 anos. Se tivermos 12 g desse elemento, após quanto

tempo essa massa será reduzida para 0,75 g?

a) 30 anos.

b) 60 anos.

c) 90 anos.

d) 120 anos.

e) 150 anos.

4. (ENEM-2009) Considere um equipamento capaz de emitir radiação eletromagnética com

comprimento de onda bem menor que a da radiação ultravioleta. Suponha que a radiação

emitida por esse equipamento foi apontada para um tipo específico de filme fotográfico e

entre o equipamento e o filme foi posicionado o pescoço de um indivíduo. Quanto mais

exposto à radiação, mais escuro se torna o filme após a revelação. Após acionar o

equipamento e revelar o filme, evidenciou-se a imagem mostrada na figura abaixo.

41

Dentre os fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e os átomos do indivíduo que

permitem a obtenção desta imagem inclui-se a:

a) Absorção da radiação eletromagnética e a consequente ionização dos átomos de cálcio, que

se transformam em átomos de fósforo.

b) Maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de cálcio que por outros tipos de

átomos.

c) Maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de carbono que por átomos de

cálcio.

d) Maior refração ao atravessar os átomos de carbono que os átomos de cálcio.

e) Maior ionização de moléculas de água que de átomos de carbono.

5. (Vunesp-SP) Em Goiânia, 100 g de 137

CsCℓ foram liberados de uma cápsula, antes

utilizada em radioterapia, e causaram um grave acidente nuclear. O gráfico representa a

cinética de desintegração desse isótopo.

42

Para o 137

Cs, o tempo de meia-vida e o tempo para que 87,5% tenha se desintegrado são, em

anos, respectivamente:

a) 60 e 30.

b) 30 e 7,5.

c) 60 e 90.

d) 30 e 90.

e) 120 e 60

12 APLICAÇÕES NUCLEARES

12.1 MEDICINA NUCLEAR

A medicina nuclear é uma especialidade médica que, utilizando métodos seguros,

praticamente indolores e não invasivos, emprega materiais radioativos com finalidade

diagnóstica e terapêutica. Ela analisa o funcionamento de diversos órgãos e tecidos vivos.

Diagnostica Embolia pulmonar, câncer, infecções agudas, infarto do miocárdio, demências

etc. Faz o tratamento de diversos tipos de câncer, o qual se utiliza da matéria prima o

radiofármaco (é utilizada em exames de diagnóstico por imagem pela Medicina Nuclear) que

por sua vez se forem utilizados de forma correta é mais seguro do que ingerir qualquer

medicamento.

Raios-X

Os raios X são um tipo de radiação de alta energia, com capacidade de penetrar em

organismos vivos e atravessar tecidos de menor densidade. Ele é absorvido pelas partes mais

densas do corpo, como os ossos e os dentes. Em razão dessa característica, o principal uso dos

raios X é em radiografias para diagnóstico médico. Mas ele também é usado industrialmente,

para observar a estrutura interna de objetos, procurando ver se há falhas em sua estrutura.

Essa capacidade de penetrar nos nossos tecidos faz dos raios X um perigo em potencial, pois

a exposição prolongada a eles pode levar à formação de células cancerígenas. Por isso,

pessoas que trabalham com radiografias usam aventais de chumbo (que não permitem que

essas radiações atravessem) e se mantêm longe no momento do disparo.

43

Essas imagens ficam registradas em um papel específico, chamados de radiografia, nelas

ficam bem evidentes. Como a maioria dos tecidos macios não aparece claramente na imagem,

em alguns casos, dependendo do objetivo do exame, é necessário inserir contrastes dentro do

corpo. Esses contrastes são substancias que, ao serem aplicadas no corpo, reagem com algum

órgão ou substância interna de forma ser mais visível em exames de Raio X.

Raios Gama: Os raios gama são ondas eletromagnéticas com frequência além do ultravioleta

e com comprimentos de onda entre 10-11

e 10-8

m (0,1 a 100Å), com capacidade de

penetração maior que os outros tipos de raio, pois possuem maior energia e menor

comprimento de onda. Na medicina são utilizados para o tratamento do câncer.

Figura 14: Representação de dois raios-X.14

Simulação:

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/7760/sim_qui_raiox.htm.

Fazer atividade que está no simulador

A radiação forte aliada em combate ao mosquito Zika vírus

14http://hypescience.com/raios-x-assustadores-vao-fazer-voce-olhar-para-coisas-mundanas-

com-uma-nova-luz/

44

Muito se questiona quais serão os métodos mais eficazes para combater o mosquito causador

de tantas doenças e consequências para a humanidade, foi pensando nisso que diversos

pesquisadores intensificaram seus estudos envolvendo fontes radioativas para assim eliminar

a proliferação de tais insetos. A Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), após

receber investimentos dos EUA, busca acelerar significativamente as atividades de

investigação e desenvolvimento para aperfeiçoar a técnica do inseto estéril, Sterile Insect

Technique (SIT). Esses procedimentos de esterilização serão feitos em mosquitos machos, e

colocados em instalações especiais e lançado em grande número para acasalar com as fêmeas,

isso fará com que se reduza significamente o crescimento da população do mosquito da

dengue e o tão temido vírus da Zika. O SIT oferece uma técnica biologicamente segura e

ambientalmente amigável para ajudar a controlar mosquitos, reduz a necessidade de

pesticidas, evidenciando os beneficios a vida humana.

Figura 15: Informações extraídas da The International Atomic Energy Agency (IAEA).15

Terapias com Radioisótopos

Muitas das utilidades da medicina nuclear são focadas predominantemente em diagnósticos,

mas também é utilizada na parte terapêutica. Um exemplo desse tratamento é particularmente

o hipertireoidismo, câncer de tireóide, tratamento paliativo da dor óssea por doença

metastática, tratamento de alguns tumores neuroendócrinos e sinovectomia. Após o

15https://www.iaea.org/newscenter/pressreleases/iaea-receives-us-396-million-from-the-

united-states-to-boost-fight-against-zika-transmitting-mosquitoes.

45

diagnóstico de câncer de tireóide, quando indicados e após a tireoidectomia, será submetidos

à terapia com iodo radioativo, e na sequência o tratamento é prosseguido.

Cirurgias Radioguiadas

É um procedimento cirúrgico utilizado na área oncológica e em doenças benignas para

obtenção de imagens. Utiliza-se de material radioativo (radiotraçador) para marcar a estrutura

a ser removida ou biopsiada. Esse material pode ser injetado por vias ou no ato cirúrgico

aplicado diretamente na estrutura a ser analisada. Essa estrutura que se encontra radioativa

será localizada por meio de um equipamento denominado gamma-probe, uma sonda

produzida especificamente para ser utilizado durante a cirurgia.

Leitura complementar está disponível nos links abaixo:

Cirurgias Radioguiadas disponível em:

http://www.nucleosonline.com.br/pdf/CIirurgia%20Radioguiada%20Um%20novo%20Co

nceito%20em%20Cirurgia.pdf .

Exemplo de um procedimento na mama: http://www.febrasgo.org.br/site/wp-

content/uploads/2013/05/Femina_2006-19.pdf.

Densitometria Óssea

A Densitometria Óssea é um procedimento simples, confortável e não invasivo. O paciente

permanece deitado, enquanto o “braço” do equipamento move-se, adquirindo as informações

do exame. Utilizam-se acessórios, como por exemplo, o bloco de espuma para as pernas e o

suporte para os pés que auxiliam no posicionamento ideal da região analisada. O exame

utiliza a tecnologia dos raios X para fazer a quantificação. A técnica mais atual para esta

medição é a DXA (absorciometria por dupla emissão de raios X). A dose de radiação efetiva

na Densitometria Óssea DXA é de 1 a 5 µSv por exame. Ela equivale a radiação natural de

fundo, 5 a 8 µSv, que recebemos diariamente do ambiente. Informações obtidas do site

SONITEC.

46

Figura 16: Exame e obtenção de imagens pelo técnico.16

Radioterapia e Quimioterapia

A quimioterapia é um tratamento que utiliza um determinado medicamento, aplicado por via

venosa ou oral, e que vai agir no corpo inteiro com o objetivo de destruir células doentes.

A radioterapia é um tratamento localizado em uma determinada região do corpo. Portanto, os

efeitos colaterais da quimioterapia dependem do tipo de droga utilizada e os da radioterapia

da dose e da região tratada. Na radioterapia não tem muitos efeitos colaterais, não provoca a

queda de cabelos, pois o tratamento é efeito somente no local doente, portanto não afeta todo

o corpo. Esse procedimento acaba afetando células normais, mas essas após o tratamento

conseguem se regenerar, hoje há uma tecnologia que seleciona melhor as células doentes para

que nelas seja aplicada uma dose maior de medicamento radioativo. Esse procedimento serve

para eliminar a enfermidade após cirurgias ou quimioterapias. As radiações ionizantes são

ondas eletromagnéticas com energia suficiente para alterar a estrutura da matéria viva através

da retirada de elétrons dos seus átomos. Esse processo pode levar à morte da célula devido às

alterações em seu interior. Essas radiações são invisíveis, indolores e, dependendo da sua

energia, atinge uma determinada profundidade do corpo. Fontes radiativas (= fontes de

radiação) de césio-137 e cobalto-60 são usadas para destruir células de tumores, uma vez que

estas são mais sensíveis à radiação do que os tecidos normais. Temos também o iodo-131

esse é indicado para o tratamento da tireóide, pois apresenta as características ideais para

aplicação em medicina, tanto em diagnóstico como em terapia:

• tem meia-vida curta;

16 http://www.centroeco.com.br/densitometria-ossea

47

• é absorvido preferencialmente por um órgão (a tireóide);

• é eliminado rapidamente do organismo;

• a energia da radiação gama é baixa.

Figura 17: Procedimento de Radioterapia.17

Figura 18: A direita um exemplo de Quimioterapia.18

Tomografia

Nesta técnica, um radiofármaco emissor de radiação gama é administrado no paciente, que

passa a conter a fonte de irradiação interna ao seu corpo. O paciente é alojado em uma câmera

gama para detecção da radiação e formação das imagens. As imagens obtidas por Tomografia

por Emissão de Pósitron (Positron Emission Tomography – PET) representam um dos

principais avanços na Medicina Nuclear e, especialmente quando associada à tomografia

computadorizada (CT) ou à ressonância magnética (RNM), consegue fornecer dados

importantes em relação ao metabolismo e a anatomia da patologia a ser estudada.

17 http://playmagem.com.br/portal/2011/11/27/duvidas-sobre-radioterapia/

18 http://dicasdesaude.blog.br/quimioterapia-para-cancer-de-mama-efeitos-colaterais.

48

Figura 19: Execução do exame.19

Ressonância Magnética

Ressonância magnética nuclear (RMN) é uma técnica de diagnóstico que utiliza um campo

magnético para produzir imagens das estruturas localizadas no interior do corpo. Durante uma

RMN, o corpo encontra-se envolvido por um campo magnético muito potente e sujeito a

pulsos de ondas de rádio. A máquina cria uma imagem com base na forma como os átomos

de hidrogênio no seu corpo reagem com o campo magnético e com as ondas de rádio. Os

sinais da RMN podem proporcionar várias imagens de múltiplos “cortes” de um órgão ou de

parte do corpo. O computador da RMN pode combinar estes cortes de forma a produzir

imagens tridimensionais.

Para que é usada

A RMN pode ter muitas aplicações, incluindo:

Apoiar um diagnóstico de acidente vascular cerebral;

Apoiar um diagnóstico de esclerose múltipla;

Identificar problemas cerebrais e da medula espinhal que possam não ser observados

numa tomografia computorizada (TAC);

Detectar tumores cancerosos em muitos órgãos, incluindo o cérebro, a medula

espinhal, os pulmões, o fígado, os ossos, a próstata e o útero;

19 http://www.oncoclinmanaus.com.br/servicos/tomografia

49

Ajudar a determinar se um nódulo da mama de uma mulher é canceroso ou

corresponde a uma doença fibroquística não cancerosa;

Identificar cancros em mulheres que têm um tecido mamário muito denso ou

implantes mamários.

Figura 20: Exame RMN de crânio.20 Figura 21: Exame RMN.21

Atividade proposta

Será formado um círculo em sala de aula para uma discussão acerca dos conceitos abordados

em Medicina Nuclear, buscando solucionar possíveis dúvidas em torno do que foi

apresentado.

Leituras complementares com o intuito de reforçar o conhecimento, os quais estão

disponíveis nos links abaixo:

Medicina Nuclear em revista, disponível no site:

http://rspress.com.br/userfiles/projetos/medicinanuclear/13/files/assets/common/down

loads/publication.pdf.

Radiation Protection in Medicine Setting the Scene for the Next Decade:http://www-

pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1663_web.pdf .

12.2 AGRICULTURA E ALIMENTAÇÃO

20

https://www.google.com.br/search?q=Exame+RMN+de+cr%C3%A2nio&tbm=isch&source=lnms&s

a=X&ved=0ahUKEwiFheL1xqrTAhWGHpAKHaksAIAQ_AUIcygB&biw=1366&bih=659#tbm=isch

&q=Exame+RNM+de+cr%C3%A2nio&imgrc=mTuBhZnZmYQZ4M: 21 https://www.youtube.com/watch?v=2GHb4MV3tVs

50

Usando a técnica do inseto estéril na agricultura, ficou evidente a eficácia desse método para

combater as moscas, esterelizando o macho e assim decrescendo sua natalidade no decorrer

do tempo. Essa prática utilizando radiação é segura e não polui o ambiente, assegurando um

colheita farta e produtos de excelente qualidade. Abaixo temos dois exemplos: Platação de

melão e cacau.

Figura 22: Equipe do projeto a instalação de Figura 23: Frutos de cacau em um pomar

armadilhas durante a mosca do melão.22 bem gerida estudo supressão piloto

realizado em Mahe Island.23

A irradiação é um dos poucos tecnologias alimentares que podem manter os alimentos sem

problemas de qualidade e segurança, sem significativamente afetar atributos sensoriais ou

nutricionais de um alimento. A irradiação tem a capacidade de maturação lenta, inibem a

germinação em bulbos e tubérculos, controlar deterioração e alimentos microorganismos

patogênicos suportados, bem como evitar a propagação da invasiva pragas de insetos insetos

incapaz de se reproduzir. De forma geral é preciso que comerciantes e clientes entendam as

"boas práticas". Garantindo que o

processo de irradiação vai entregar consistentemente o resultado esperado é essencial para

a correta aplicação da tecnologia e vai ajudar a inspirar às partes interessadas, e

em última análise, dos consumidores, a confiança em alimentos irradiados.

Essa técnica dos radiotraçadores, são injetados produtos radioativos os quais emitem

radiações que permitem ver a absorção de fertilizantes pelas plantas, como ela utiliza o

22

http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Newsletters/IPC-87.pdf

23

http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Newsletters/IPC-87.pdf

51

nutriente e determina que tipo de elemento químico elas mais precisam. Também é

importante para detectar quais são os predadores de determinadas pragas, dessa forma os

predadores podem ser identificados, deixando-os esterilizados e soltando-os no meio

ambiente.

Esse método de irradiação dos alimentos mata os fungos, bactérias, larvas, enfim todos os

causadores de apodrecimentos de frutas e verduras, aumentando seu tempo de consumo.

Figura 24: Alimentos tratados com radiação. Símbolo conhecido como “radura” que vem nas

embalagens de alimentos irradiados.24

Vídeos

Benefícios da Radioatividade na Agricultura:

https://www.youtube.com/watch?v=IzkLm_FI8lY

Reportagem sobre controle de pragas:

https://www.youtube.com/watch?v=auqtGgkSnBs

Atividade em grupo: Serão formados grupos de quatro pessoas, para debater o uso da

radioatividade na agricultura e apontar quais são as vantagens e desvatagens dessa técnica.

Leituras complementares com o intuito de reforçar o conhecimento, os quais estão

disponíveis nos links abaixo:

24 http://alunosonline.uol.com.br/quimica/radioatividade-na-agricultura.html

52

Fonte: Artigo Insect & Pest Control Newsletter disponível no link: http://www-

pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Newsletters/IPC-87.pdf.

Informações extraídas do Manual of Good Practice in Food Irradiation, disponível

em: http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/trs481web-98290059.pdf.

12.3 INDÚSTRIA

Muito se tem pesquisado e feito com as aplicações pacíficas da radioatividade, em diversos

meios utilizamos essa tecnologia para melhorar nossa qualidade de vida. E na indústria isso

não é diferente, é utilizada para esterilizar vários produtos, radiografar peças metálicas ou

gamagrafia industrial, esse processo se dá pela impressão de radiações gama em filme

fotográfico e se dá da aplicação de radioisótopos, dentre outras utilidades.

Figura 25: Radiografia de peças metálicas ou gamagrafia.25

A aplicação desses radioisótopos acaba tendo um reflexo positivo para a humanidade, pois

além de facilitar nossas vidas trás uma sensação de segurança, afinal esses métodos são bem

eficazes e seguras se forem manuseados corretamente. Temos alguns exemplos dessas

aplicações: Detecção de vazamentos; Falhas de laminas; Em pneus; Evitar derramamento;

Esterilização de materiais e em linhas de produção.

Leitura complementar está disponível no link abaixo:

Radioatividade na indústria: http://www.radiologiaindustrial.com/areas-de-atuacao/ .

25 http://www.cnen.gov.br/images/cnen/documentos/educativo/apostila-educativa-

aplicacoes.pdf

53

Atividade final com dinâmica de grupo

Essa atividade tem como objetivo fazer uma avaliação geral dos conceitos trabalhados em

sala de aula. Serão formados grupos de 04 alunos, para completar as palavras cruzadas. O

grupo que terminar em menor tempo e conseguir o maior número de acertos ganharão um

prêmio.

Atividade Final

1- Qual o nome do pesquisador que descobriu o nêutron?

2- Qual o cientista que criou um modelo para o átomo semelhante ao Sistema Solar?

3- Como é denominada as ondas que se propagam em meios materiais e no vácuo?

4- De acordo com o espectro eletromagnético, quando diminui o comprimento de onda,

significa que estaremos aumentando o que?

5- O nome da radiação utilizada em tratamentos contra o câncer?

6- Quando um elemento libera energia devido a sua instabilidade, significa dizer que essa

reação do átomo de?

7- Que partícula foi liberada na desintegração desse átomo 84216

A → 82212

B ?

8- Que elemento radioativo é utilizado em pacientes para realização de exames e esses podem

ser "acompanhados" por detectores de radiação?

9- O 14

C é o único isótopo radioativo do carbono, utilizado para identificar a idade de fosseis,

o nome dado a esse processo é?

10- A radiação tem sido um forte aliado no combate ao zika vírus, a radiação faz com que o

mosquito macho fique?

11- Qual o tratamento que utiliza um determinado medicamento, aplicado por via venosa ou

oral, e que vai agir no corpo inteiro com o objetivo de destruir células doentes?

12- Que processo utilizado na tecnologia alimentar mantem os alimentos sem problemas de

qualidade e segurança, sem significativamente afetar atributos sensoriais ou nutricionais de

um alimento?

13- De acordo com o espectro eletromagnético, existem varias faixas, dependendo do

comprimento de onda de cada uma delas. Qual o nome dado a essa frequência a qual está

abaixo do espectro visível, e é responsável pelo transporte do calor de uma fogueira até as

pessoas ao seu redor?

14- O ser humano ao ficar exposto a muita radiação pode desencadear diversas patologias, e

a mais recorrente e grave é o?

54

15- Qual o nome do fenômeno que está associado ao estudo da estrutura atômica, visando

descobrir a origem da radiação?

8

1

10

3

2

15

6

11

7

4

5

9

14

12

13

55

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Junior, Nicolau Gilberto Ferraro, Paulo Antônio de Toledo soares. –8 ed. Ver. E

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Santa Catarina. Florianópolis, 2011. Livro 3 _ Peduzzi: Do átomo grego ao átomo de

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56

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eletromagnética: Disponível em:<http://www.ufrgs.br/engcart/PDASR/rem.html#1.>

Acesso em 29 de setembro de 2016.

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pietro/mef2/app.upload/86/RadiacaoXRadioatividade.pdf>. Acesso em 03 de outubro

de 2016.

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Acesso em 04 de outubro de 2016.

Site Medicina Nuclear, Instituto Oncoguia. Disponível

em:<http://www.oncoguia.org.br/conteudo/exames-de-medicina-nuclear/6798/842/>

Acesso em 04 de outubro de 2016.

Artigo com vários vídeos. Disponível em:<

http://bd.centro.iff.edu.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/75/Vers%C3%A3o%20f

57

inal%20do%20artigo%20-%20Edivan%20Viana..pdf?sequence=1&isAllowed=y>.

Acesso em 05 de outubro de 2016.

Medicina Nuclear-Tomografia por Emissão de Pósitron (PET). Disponível em:<

http://urologiavida.com.br/2015/05/03/medicina-nuclear-cintilografia-ossea-e-pet/>.

Acesso em 08 de outubro de 2016.

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Harvard Medical School – Portugal Program. Ressonância Magnética: Disponível

em:< https://hmsportugal.wordpress.com/2011/04/19/ressonancia-magnetica-nuclear-

rmn/>. Acesso em 08 de outubro de 2016.

Modelo atômico atual: Disponível em <https://docente.ifrn.edu.br/denilsonmaia/o-

modelo-atomico-atual>. Acesso em 20 de novembro de 2016.

Ondas eletromagnéticas. Disponível em < www.astro.iag.usp.br/~jane/aga215/apostila/cap04.pdf >. Acesso em 21 de novembro

de 2016.

Radioatividade. Disponível em <

http://www.ifi.unicamp.br/~fauth/3RadioatividadeeParticulas/1AlfaBetaGama/Alfabeta

egama.html >. Acesso em 25 de março de 2017.

Atividade sobre modelos atômicos.

<http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-modelos-

atomicos.htm#resp-5 >. Acesso em 25 de março de 2017.

Classificação dos átomos: < http://www.estudopratico.com.br/isotopos-isobaros-e-

isotonos-classificacao-dos-atomos/ >. Acesso em 05 de abril de 2017.

58

ANEXOS

O objetivo desse questionário é avaliar os conhecimentos prévios dos discentes sobre a

radioatividade e suas aplicações. O mesmo será parte integrante do meu Trabalho de Conclusão de

Curso do mestrado profissionalizante em ensino de Física, Tecnologia Nuclear e suas Aplicações. Suas

respostas serão de extrema relevância para realização do mesmo. Para responder esse questionário

não necessita de identificação. Marque um “X” no(s) item(ns) que você acha correto e

escreva de acordo com seus conhecimentos as questões discursivas.

QUESTIONÁRIO DE TECNOLOGIA NUCLEAR

Questão 1- o que é Radioatividade?

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Questão 2- (Adaptado) Você já ouviu falar sobre radioatividade?

( ) Não ( ) Sim

Para os que responderam sim, onde você ouviu falar?

( ) Na escola, com seu professor;

( ) Na televisão;

( ) No rádio;

( ) Pela Internet;

( ) Através de amigos;

( ) Outros meios. Qual(is)? ____________________________________________________

Questão 3- (Adaptado) A que item(ns) a seguir você associa ao uso da Radioatividade?

( ) Medicina, no tratamento de doenças;

( ) Bomba atômica, utilizado em guerra;

( ) Agricultura, no controle de pragas;

( ) Em inspeção de aviões, na prevenção de acidentes;

59

( ) Na esterilização de seringas e material cirúrgico;

( ) Acidente nuclear;

( ) Na estimativa de datas de fósseis;

( ) Na geração de energia elétrica;

( ) Outros. Qual(is)__________________________________________________________

Questão 4- Para nossa sociedade, você entende Radioatividade como algo que possui:

( ) Apenas aspectos positivos ( ) Apenas aspectos negativos

( ) Tanto aspectos positivos e negativos

Por quê? ___________________________________________________________________

Questão 5- Com a evolução da tecnologia nuclear, muitas coisas podem ser transformadas em

nossa sociedade, você acredita que teremos?

( ) Mais benefícios ( ) Mais guerras ( ) Mais desperdício de dinheiro ( ) Outros.

Qual (is)____________________________________________________________________

Questão 6- Pra você a tecnologia nuclear tem alguma utilidade na agricultura e na indústria?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Outros

Questão 7- Algum familiar ou conhecido já precisou de algum tratamento médico que

envolvesse radioatividade?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Não sei

Questão 8- Uma pessoa que tomou radiação pode passar essa radiação para outra pessoa?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Não sei

Questão 9- Você comeria um alimento que fosse irradiado?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Não sei

Questão 10- A ciência nuclear é uma das maiores descobertas do homem. Quando você

escuta falar sobre aplicações que envolvam essa ciência, o que primeiro lhe vem em mente?

( ) Algo temeroso, preste a destruir a humanidade ( )Algo bom, revolucionário.

Cite uma ou mais dessas características:___________________________________________

Questão 11- A tecnologia nuclear é um dos mecanismos mais eficazes na produção de energia

elétrica. No Brasil temos usinas nucleares, e as mesmas podem se expandir por diversas

partes do Brasil. Você concorda com a instalação de uma dessas usinas em nossa região?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Outros

60

Questão 12- O uso de inovações voltadas a Tecnologia Nuclear trás sem dúvidas a certeza de

grandes contribuições e a possibilidade de destruição da própria humanidade, caso não seja

utilizada de forma correta. Na sua concepção o uso dessas descobertas melhorará a vida do

ser humano?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Não sei

Questão 13- Muitas facilidades surgiram durante esses últimos anos a partir do uso de novas

tecnologias. Foram implantadas diversas torres de transmissão, isso para aumentar o acesso à

informação. Você moraria próximo de uma torre de transmissão?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Não sei

Questão 14- As ondas eletromagnéticas trazem algum risco a nossa saúde?

( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez ( ) Nunca ( ) Não sei

61

O objetivo desse questionário é avaliar os conhecimentos adquiridos após a aplicação do

produto educacional e perceber as possíveis reestruturações mentais dos discentes sobre a

radioatividade e suas aplicações. O mesmo será parte integrante do meu Trabalho de Conclusão de

Curso do mestrado profissionalizante em ensino de Física, Tecnologia Nuclear e suas Aplicações. Suas

respostas serão de extrema relevância para realização do mesmo. Para responder esse questionário

não necessita de identificação. Marque um “X” no(s) item(ns) que você acha.

QUESTIONÁRIO DE TECNOLOGIA NUCLEAR

Questão 1- o que é Radioatividade?

a) A radioatividade não está relacionada à emissão de radiação.

b) São apenas ondas de baixa frequência, sendo estas inofensivas para o ser humano.

c) É a capacidade de um determinado elemento químico instável tenha de liberar partículas ou

radiação eletromagnética.

d) É denominada somente como onda eletromagnética.

e) É definida apenas como uma partícula.

Questão 2- Assinale a alternativa que melhor representa algumas das utilidades do uso da

Radioatividade.

a) Na medicina, agricultura e em concertos de peças de PVC.

b) Esterilização de seringas, em animais para estimular o crescimento e em guerras.

c) Na geração de energia elétrica, bomba atômica e medicina.

d) Bomba atômica, ondas do mar e medicina.

e) Na estimativa de datas de fósseis, inspeção de aviões e par adocicar as frutas.

Questão 3- Com a evolução da tecnologia nuclear, muitas coisas podem ser transformadas em

nossa sociedade. Um exemplo disso é o uso na medicina, o qual nos possibilita ter

62

diagnósticos e até tratamentos envolvendo o uso de radiações. Em sua nova visão de mundo,

qual seria a resposta mais adequada para tais procedimentos?

a) O uso desses tipos de radiações não afetam o corpo do ser humano com tanta

agressividade.

b) O uso desses tratamentos não são eficazes.

c) Buscar melhores alternativas, pois essas não resolvem e acabam acelerando a morte do

indivíduo.

d) Esse é sim o melhor meio de diagnosticar enfermidades e chegar a possíveis curas.

e) Isso só apareceu agora em nossa sociedade e sem controle, tornando-o muito perigoso.

Questão 4- Analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta:

I- A radioatividade é considerada como um fenômeno nuclear.

II- O átomo não sofreu grandes evoluções no decorrer no tempo.

III- Quando um núcleo instável fica estável, ele libera partículas alfa e beta e radiação gama.

a) I, II e III

b) I e III

c) II e III

d) I e II

e) Nenhuma das afirmações estão corretas.

Questão 5- O uso de inovações voltadas a Tecnologia Nuclear trás sem dúvidas a certeza de

grandes contribuições e a possibilidade de destruição da própria humanidade, caso não seja

utilizada de forma correta. Assinale a alternativa que não se adéqua positivamente com sua

utilidade.

a) Essa tecnologia salva vidas, pois ajuda no diagnóstico precoce de várias doenças.

b) Em países desenvolvidos fabricam a bomba atômica, sendo assim uma ameaça constante

para toda a humanidade.

c) Durante um bom tempo temia-se a picada o mosquito Zica vírus, pois esse causa doenças

terríveis ao ser humano. O uso da radiação foi uma forte aliada contra a reprodução desse

mosquito.

d) É possível tirar raio X de aviões, para evitar acidentes.

e) Alimentos irradiados duram mais.

63

Questão 6- Algum familiar ou conhecido já precisou de algum tratamento médico que

envolvesse radioatividade? Certamente sim. O que você verificou quando o individuo iniciou

o tratamento de quimioterapia e radioterapia.

a) Que o indivíduo ficou frágil diante de tais tratamentos e que não vale a pena prosseguir.

b) Que de nada adianta cuidar, pois não tem cura determinadas doenças.

c) Esse tratamento não mata nenhum tipo de célula cancerígena.

d) Não deixaria nenhum amigo ou familiar ser submetido a tais tratamentos.

e) Vale a pena, pois toda doença que é tratada no início esses tratamentos são extremamente

eficazes, trazendo a cura ao paciente.

Questão 7- A radioatividade é um fenômeno nuclear, no qual átomos de certos elementos

químicos emitem radiação na forma de partículas ou energia. Indique-as em ordem crescente

de penetração na matéria.

a) Alfa, Beta e Gama.

b) Alfa, Gama e Beta.

c) Beta, Alfa e Gama.

d) Gama, Beta e Alfa.

e) Beta, Alfa e Gama